Natuurkunde · Begrippenlijst

Wat is Debroglie-golflengte?

Ook bekend als: materiegolf

Definitie 34.15 Natuurkunde bovenbouw · Hoofdstuk 34 — De kwantumwereld: fotonen en energieniveaus

Elk deeltje met impuls p=mvp = mv reist als een materiegolf met debroglie-golflengte

λ=hp=hmv.\lambda = \frac{h}{p} = \frac{h}{mv}.

Voorbeelden

Voorbeeld 34.16 (Waarom jij nooit buigt)

Een elektron dat door 100V100\,\mathrm{V} is versneld heeft Ek=1.60×1017JE_k = 1.60 \times 10^{-17}\,\mathrm{J} en p=2meEk=5.4×1024kgm/sp = \sqrt{2m_e E_k} = 5.4 \times 10^{-24}\,\mathrm{kg}\,\mathrm{m}/\mathrm{s}, dus λ0.12nm\lambda \approx 0.12\,\mathrm{nm} — de afstand tussen de atomen in een kristal, dat daarmee zijn dubbele spleet wordt. Een tennisbal van 58g58\,\mathrm{g} met 25m/s25\,\mathrm{m}/\mathrm{s}: λ=6.63×1034/1.454.6×1034m\lambda = 6.63\times10^{-34}/1.45 \approx 4.6 \times 10^{-34}\,\mathrm{m}, zo’n 101910^{19} keer kleiner dan een kern — geen enkele spleet zal hem ooit zien interfereren. hh is zo klein dat de kwantumkorrel alleen op de schaal van het atoom bovenkomt.

Voorbeeld 34.17 (De elektronenmicroscoop)

Buiging verbiedt het onderscheiden van detail dat veel kleiner is dan de gebruikte golflengte (Hoofdstuk 22): zichtbaar licht houdt op rond 0.5µm0.5\,\text{µ}\mathrm{m}. Elektronen bij 10kV10\,\mathrm{kV} hebben λ12pm\lambda \approx 12\,\mathrm{pm} — tienduizenden keren korter: elektronenmicroscopen beelden virussen af, het raderwerk van cellen, zelfs losse atomen. De materiegolf gaf de natuurkunde een nieuw oog.

Lees in het hoofdstuk →